什么是 64 位?

2025年3月17日 | 阅读 7 分钟
What is 64-bit?

64 位是一种 CPU 架构,可用于数据格式中的单个元素,或可并行处理或传输。64 位也称为 WOW64 和 x64。在计算机体系结构中,它指的是每时钟周期潜在转换 64 位数据的位数。通常,它与 x86 架构形成对比,x86 架构是 64 位处理器架构的缩写,允许计算机处理由 64 位表示的数据和内存地址。

它还描述了一种特定的计算机体系结构,包括总线、内存和 CPU,这是对早期 32 位 CPU 的一种进步。基本单元的大小由 CPU 可以处理的数字“64”表示。例如,在 32 位中,您可以表示的最大无符号整数为 2^32-1,即 4,294,967,295。如果您用 64 位表示此数字,它将增加到 2^64-1 或 18,446,744,073,709,551,615。此外,在 64 位计算机总线或 CPU 的微处理器上,64 位是寄存器的大小。64 位架构与 Intel 的 x86 指令集兼容。2000 年,作为对 AMD64 指令集的引用,这些指令集也可能被称为 AMD64。

此外,微处理器中的寄存器宽度由 64 位表示。32 位和 64 位处理器之间的根本区别在于 CPU 如何处理内存。与 32 位 CPU 相比,64 位处理器能够访问比 32 位处理器多 40 亿倍的内存,而 32 位处理器只能访问大约 4 GB 的 RAM。

64 位操作系统的示例

XP 和 Vista Windows 在流行时只有较少的 64 位版本,但 64 位架构可以在许多操作系统上运行,例如 Windows 10、Windows 8、Windows 7,以及 Windows Vista 和 Windows XP。

64 位处理器的示例

以下是 64 位计算机处理器的示例

  • Fusion、FX、Phenom、Turion 64、AMD Opteron、Sempron 和 Athlon 64。
  • 自 2004 年 6 月 Nocona CPU 发布以来,所有 Intel Xeon 处理器。
  • 自 Prescott 以来,Intel Celeron 和 Pentium 4 处理器。
  • 自 Prescott 以来,Intel Pentium 双核、Core i3、Core i5 和 Core i7 处理器。

64 位历史

在 20 世纪 80 年代和 90 年代,大多数 PC 都使用 32 位处理器。首批大规模生产的 64 位设备之一是任天堂 1996 年推出的 Nintendo 64 游戏机。讽刺的是,该游戏机仅包含 32 位处理器 4 GB 容量的千分之一,但它为后续的 64 位 CPU 铺平了道路。

随着时间的推移,x64 处理器在 2000 年到 2010 年之间开始普及。后来,微软和苹果推出了 64 位版本的操作系统。自 2010 年以来,几乎所有台式机和移动设备都配备了 x64 处理器。因此,许多应用程序现在也是 64 位的。

可以在 64 位操作系统上安装 32 位程序吗?

可以。除了 64 位应用程序外,32 位程序也可以安装在 Microsoft Windows 等 64 位操作系统上。当您在 64 位 Windows 系统上安装 32 位软件时,当 Windows 检测到它是 32 位程序时,它将被安装到“Program Files (x86)”文件夹中。安装 64 位程序时,它们会存储在“Program Files”文件夹中。实际上,并非所有程序都支持 64 位 CPU,但理想情况下,在 64 位 Windows 上,您希望运行 64 位版本的程序。如果您拥有 64 位操作系统,并在下载或安装应用程序时可以选择 32 位和 64 位版本,则应选择 64 位版本。

64 位计算机的优势

64 位计算机有一些好处,如下所述

  • 内存更大,速度更快: 64 位架构最大的好处是您可以获得比 32 位机器更多的 RAM,而 32 位机器只有 4GB RAM。在当今世界,有最大尺寸的 RAM 模块可用于您的 64 位机器。理论上,64 位架构可以容纳 170 亿 GB 的 RAM。但由于许可问题,现代 Windows 计算机最多只能容纳 192 GB 的 RAM。
  • 效率也更高: 它不仅对 RAM 有益,而且整体效率也更好。当您将计算机升级到 64 位架构时,您会获得更好的计算体验。64 位寻址方案是主要原因。它通过使用整个 RAM 来减轻系统内存的负担。
  • 高级安全是杀手级功能: 与 32 位相比,64 位处理器提供了更高的保护。这是主要原因,与 64 位系统相比,32 位系统更容易受到攻击。额外的安全功能是内核补丁保护 (Kernel Patch Protection) 和硬件 DEP (D.E.P.) 提供了对启动扇区的保护,而启动扇区是计算机系统中更具针对性的区域。此外,它只接受数字签名的设备驱动程序,确保了约 0% 的驱动程序相关感染的可能性。

64 位计算机的缺点

64 位架构也有一些缺点,如下所示

  • 查找设备驱动程序很麻烦: 查找设备驱动程序很困难;例如,如果您想在 64 位机器上使用几年前购买的设备,您将遇到严重的问题,伙计。最好是购买新设备,即使它只是一个小物品。假设您有一个大型硬件设备,没有选择可以丢弃它,您必须更换为较新的设备。
  • 即使您的主板支持 64 位处理器,您可能也无法安装超过 4GB 的 RAM。此外,有时问题也出在软件上。基于早期的架构方案,64 位架构不支持软件。
  • 对于旧系统和硬件,不太可能找到 64 位驱动程序。
  • 一些旧的 32 位软件并未顺利过渡到 64 位。

我应该升级到 64 位计算机吗?

如果您的程序与 64 位 CPU 兼容,您应该升级到 64 位计算机。如果您想更换旧 PC 以获得更高的性能,也应该切换到 64 位计算机。

如今,越来越多的软件提供 64 位版本,并且大多数计算机都配备 64 位处理器。因此,请确保所有软件都能在 64 位版本中运行。

What is 64-bit?

32 位和 64 位 CPU 之间的区别

32 位处理器和 64 位处理器每秒执行的计算次数是它们之间的主要区别。任务的完成完全取决于它们每秒能执行的计算速度。市面上有多种 64 位处理器版本可用于家用计算,例如双核、四核、六核和八核。多核有助于提高计算机运行速度并增加处理能力,因为它们可以增加每秒的计算次数。对于大多数多核 64 位处理器,软件程序可以运行得更快、更有效。

32 位和 64 位 CPU 之间的另一个重要区别是支持的最大内存量 (RAM)。64 位处理器可以寻址理论上的最大 18 EB (2^64 字节),而 32 位 CPU 只能容纳 4 GB (2^32 字节)。然而,截至 2018 年,64 位 CPU 的实际最大可用 RAM 为 8 TB。用于工程、图形设计和视频编辑的软件会进行大量计算来传输图像,因此大量 RAM 主要对这类软件有用。

在区分 32 位和 64 位时,64 位还有一个好处是,如果程序不是 64 位,3D 图形程序和游戏不会受益太多。谈到 32 位处理器,对于任何为 32 位处理器编写的程序来说,它都足够了。如果您拥有 32 位计算机,并且游戏是为 32 位处理器设计的,那么您可以通过升级显卡而不是购买 64 位处理器来提高性能。但是,如果您拥有 64 位计算机,并且游戏是为 64 位设计的,您可以在游戏性能方面获得很大的提升。

此外,如今 64 位处理器在家用计算机中更为常见。由于越来越多的客户采用 64 位程序和操作系统,大多数制造商都在制造配备 64 位 CPU 的计算机,因为价格较低。此外,计算机组件供应商备货的 32 位 CPU 越来越少,可能很快就会停止备货。

下表总结了 32 位和 64 位 CPU 之间的主要区别

参数32 位处理器64 位处理器
架构通用计算包括在 32 位系统中,包括 DEC VAX、Intel IA-32、IBM System/370、IBM System/360、Motorola 68000 系列,以及 x86 架构的 32 位版本是不同的版本。寄存器通常分为用于各种用途和名称的地址,例如索引、地址或基址寄存器,并分为控制、整数、浮点等不同组。
应用程序支持在 32 位计算机中,64 位程序和应用程序将无法正常工作。在 64 位计算机中,32 位程序和应用程序可以轻松运行。
每秒计算次数32 位系统有两种可用版本,即双核和四核。有各种 64 位系统版本,如双核、四核、六核和八核。由于多核,其每秒计算速度已提高。
操作系统和 CPU 要求32 位应用程序和操作系统需要 32 位 CPU。64 位程序需要 64 位 CPU 和操作系统,而 64 位操作系统需要 64 位 CPU。
内存限制32 位系统寻址限制不允许用户使用完整的 4GB 物理内存空间,因为 32 位 Windows 的 RAM 限制为 3.2 GB。它允许用户存储高达 170 亿 GB 的 RAM。
多任务处理支持多任务处理和压力测试不被认为是理想选择。它包含 16 GB 的可寻址空间,因此,它在压力测试和多任务处理方面具有最佳潜力。
操作系统支持32 位处理器需要 32 位操作系统。它可以在 32 位和 64 位操作系统上运行。